DE20314652U1

DE20314652U1 - Electric motor with axial magnetic flux for e.g. pumps, fans, toys and centrifuges, has stator yoke made from connected sections with phase windings between poles

Info

Publication number: DE20314652U1
Application number: DE20314652U
Authority: DE
Original assignee: Minebea Co Ltd
Current assignee: Minebea Co Ltd
Priority date: 2003-09-22
Filing date: 2003-09-22
Publication date: 2004-08-26
Anticipated expiration: 2013-09-23

Abstract

The stator yoke (120) is divided into sections (120A-F). Each adjacent pair of sections includes a mechanical connection. Between poles (112A-F), phase windings (114A-F) are added.

Description

TECHNISCHES FELDTECHNICAL FIELD

Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Motoren mit axialem Magnetfluß ("axial flux motors") und insbesondere vorteilhafte Ausführungen des Stators dieser Motoren.The present invention relates to electric motors with axial magnetic flux ("axial flux motors") and particularly advantageous designs of the stator of these motors.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Elektrische Motoren mit axialem Magnetfluß stellen eine Alternative zu Synchron-, Asynchron- und Gleichtrommotoren dar, bei denen der magnetische Fluß zwischen Rotor und Stator radial verläuft.Set electric motors with axial magnetic flux an alternative to synchronous, asynchronous and DC motors in which the magnetic flux between the rotor and stator runs radially.

Motoren mit axialem Magnetfluß umfassen einen Stator und einen Rotor, zwischen denen eine Drehbewegung elektromagnetisch erzeugt wird, wobei der Stator fest verankert ist und die Drehbewegung des Rotors über eine mit diesem drehfest verbundene Welle nach außen übertragen wird. Der Stator und der Rotor sind konzentrisch zueinander angeordnet und haben eine Drehachse, die entlang der Welle verläuft.Axial magnetic flux motors include one Stator and a rotor, between which an electromagnetic rotation is generated, the stator is firmly anchored and the rotary movement of the rotor over transmit a shaft connected to this in a rotationally fixed manner to the outside becomes. The stator and the rotor are arranged concentrically to one another and have an axis of rotation that runs along the shaft.

Der Stator besteht in der Regel aus einem scheibenförmigen Statorjoch, auf dem Spulen angeordnet sind. Die Spulen haben die Form eines Stabs oder Zylinders und sind gleichmäßig in Umlaufrichtung des scheibenförmigen Statorjochs entlang einer Kreislinie angeordnet, die konzentrisch zu dem scheibenförmigen Statorjoch ist, wobei die Spulen senkrecht zu dem scheibenförmigen Statorjoch stehen. Eine stabförmige Spule besteht aus einem stabförmigen Spulenkern und aus einer Wicklung, die um diesen Spulenkern gewickelt ist. Fließt ein Strom durch die Wicklung, so wird der stabförmige Spulenkern magnetisiert und bildet an seiner beiden Enden magnetische Pole aus, die eine entgegengesetzte Polarität aufweisen. Die Spulen sind senkrecht auf dem Statorjoch angeordnet, so daß ein erstes Ende eines Spulenkerns mit dem Statorjoch magnetisch verbunden ist und das andere (zweite) Ende des Spulenkerns von dem Statorjoch weg weist. Das Statorjoch dient als magnetische Verbindung für den magnetischen Fluß, der von den Spulen erzeugt wird.The stator usually consists of a disc-shaped Stator yoke on which coils are arranged. The coils have that Shape of a rod or cylinder and are uniform in the circumferential direction of the disc-shaped stator yoke arranged along a circular line concentric with the disc-shaped stator yoke is, wherein the coils are perpendicular to the disc-shaped stator yoke. A rod-shaped Coil consists of a rod-shaped Coil core and from a winding wound around this coil core is. flows a current through the winding, the rod-shaped coil core is magnetized and forms magnetic poles at both ends, one opposite polarity exhibit. The coils are arranged vertically on the stator yoke, so that a first end of a coil core is magnetically connected to the stator yoke and the other (second) end of the coil core from the stator yoke points away. The stator yoke serves as a magnetic connection for the magnetic Flow, generated by the coils.

Der Rotor in der Regel ringscheibenförmig und besteht aus einem ringscheibenförmigen Permanentmagneten und einem ringscheibenförmigen Rotorjoch. Der Permanentmagnet ist in Umlaufrichtung magnetisiert und weist entlang seiner Umfangsrichtung unterschiedliche Polaritäten auf. Der Permanentmagnet ist konzentrisch mit dem Rotorjoch angeordnet und kann zwei oder mehr Pole aufweisen, beispielsweise vier Pole. Alternativ können statt eines ring förmigen Permanentmagneten mehrere einzelne Permanentmagneten regelmäßig entlang der Kreislinie um die Drehachse angeordnet sein, wobei ein Pol eines Permanentmagneten auf dem Rotorjoch angeordnet ist und der andere Pol von dem Rotorjoch weg weist. Das Rotorjoch dient in beiden Fällen als magnetischer Rückschluß für den (die) Permanentmagnete.The rotor is usually ring-shaped and consists of an annular disc Permanent magnets and an annular disk-shaped rotor yoke. The permanent magnet is magnetized in the circumferential direction and points along its circumferential direction different polarities on. The permanent magnet is arranged concentrically with the rotor yoke and can have two or more poles, for example four poles. Alternatively, you can instead of a ring-shaped one Permanent magnets regularly run along several individual permanent magnets the circular line around the axis of rotation, with one pole of a Permanent magnet is arranged on the rotor yoke and the other Pol points away from the rotor yoke. The rotor yoke serves as in both cases magnetic inference for the (the) Permanent magnets.

Der Rotor und der Stator sind konzentrisch zueinander benachbart angeordnet. Wird ein magnetisches Drehfeld durch die Spulen des Stators erzeugt, beispielsweise durch die Zuführung eines dreiphasigen Drehstromfeldes, so wirkt dieses Drehfeld auf den Rotor und versetzt den Rotor in eine Drehbewegung. Die Ansteuerung der Statorspulen ist grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Sie kann auch der Ansteuerung von Schrittmotoren entsprechen.The rotor and the stator are concentric with each other arranged adjacent. If a magnetic rotating field through the Coils of the stator generated, for example by the supply of a three-phase three-phase field, this rotating field acts on the rotor and rotates the rotor. The control of the Stator coils is fundamental known from the prior art. You can also control of stepper motors.

Wegen der kompakten Bauform und des geringen Massenträgheitsmoments des Rotors, das im wesentlichen nur durch den Permanentmagneten bestimmt ist, wird dieser Motortyp in zahlreichen technischen Anwendungen eingesetzt, in denen eine hohe Drehzahl und ein relativ niedriges Drehmoment erwünscht sind. Beispiele hierfür sind Ventilatoren, Pumpen, Zentrifugen und Spielgeräte.Because of the compact design and the low moment of inertia of the rotor, which is essentially only by the permanent magnet is determined, this engine type is used in numerous technical applications used in which a high speed and a relatively low Torque desired are. Examples of this are fans, pumps, centrifuges and play equipment.

Bei elektrischen Motoren mit axialem Magnetfluß sind die Spulen des Stators und deren Kerne senkrecht auf dem Statorjoch und parallel zur Drehachse angeordnet, wodurch sich eine besondere Form des Stators ergibt. Das Statorjoch, das den magnetischen Fluß der Spulen zusammenführt, hat im allgemeinen die Form einer Scheibe. Die einzelnen Kerne der Spulen sind senkrecht auf einer Seite oder auf beiden Seiten des scheibenförmigen Statorjochs, das als magnetischer Rückschluß dient, und parallel zur Drehachse angeordnet, so daß das Storjoch den magnetischen "Sternpunkt" des magnetischen Flusses in dem Stator bildet. Sind die Kerne der Spulen stab- oder zylinderförmig und auf einem scheibenförmigen Statorjoch angeordnet, so ist zum einen die Sättigung nicht homogen und kann zu schlechten Steuereigenschaften des Motors führen. Zum anderen weisen die Stellen Streufelder auf, an denen die Spulenkerne senkrecht mit dem scheibenförmigen Joch verbunden sind. Ein signifikanter Nachteil der bekannten Anordnung ist die mechanische Anfälligkeit der Statorkerne oder –zähne. Aufgrund von Vibrationen, mechanischem Spiel des Rotors und dergleichen können sich die Statorzähne verschieben und mit Teilen des Rotors in Kontakt kommen.For electric motors with axial Are magnetic flux the coils of the stator and their cores perpendicular to the stator yoke and arranged parallel to the axis of rotation, which creates a special shape of the stator results. The stator yoke, which is the magnetic flux of the coils brings together, is generally in the form of a disc. The individual cores of the Coils are perpendicular on one side or on both sides of the discoid Stator yoke, which serves as a magnetic yoke, and parallel to the axis of rotation arranged so that Storjoch the magnetic "star point" of the magnetic River forms in the stator. Are the cores of the coils rod or cylindrically and on a disc-shaped Stator yoke arranged, on the one hand, the saturation is not homogeneous and can lead to poor control properties of the engine. On the other hand, the Set up stray fields on which the coil cores are perpendicular the disc-shaped yoke are connected. A significant disadvantage of the known arrangement is the mechanical vulnerability the stator cores or teeth. by virtue of of vibrations, mechanical play of the rotor and the like can occur the stator teeth move and come into contact with parts of the rotor.

In der Veröffentlichung "Axial Flux, Modular, Permanent-Magnet Generator with a Toroidal Winding for Wind Turbine Applications" von E.Muljadi et. al., National Renewable Energy Laboratory, wird ein Generator mit axialer Flußrichtung beschrieben, der zwei ringförmige Statoren und einen ringförmigen Rotor umfaßt, der konzentrisch zwischen den Statoren angeordnet ist. Der Rotor besteht aus Permanentmagneten, deren Rotorpole in die Richtung der Statoren weisen. Auf den Statoren ist jeweils eine Statorwicklung gewickelt. Die Statoren tragen in regelmäßigen Abständen U-förmige Statorpole, die in tangentialer Richtung aufgesteckt sind und die den magnetischen Fluß führen, so daß magnetische Pole ausgebildet werden können, die den Rotorpolen gegenüberliegen. In solchen Motoren mit toroidförmigen Wicklungen ist die Struktur der Magnete relativ komplex, so daß ihre Herstellung einen entsprechend hohen Aufwand und hohe Kosten verursacht.In the publication "Axial Flux, Modular, Permanent-Magnet Generator with a Toroidal Winding for Wind Turbine Applications" by E. Muljadi et. al., National Renewable Energy Laboratory, describes an axial flow generator that includes two annular stators and an annular rotor that is concentrically disposed between the stators. The rotor consists of permanent magnets, the rotor poles of which point in the direction of the stators. A stator winding is wound on each of the stators. The stators carry U-shaped stator poles at regular intervals, which are attached in the tangential direction and which guide the magnetic flux, so that magnetic poles can be formed which ge the rotor poles genüberliegen. In such motors with toroidal windings, the structure of the magnets is relatively complex, so that their manufacture causes a correspondingly high outlay and high costs.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Motor mit axialem magnetischen Fluß vorzusehen, der einfach herzustellen ist und zuverlässig arbeitet.The object of the invention is a To provide an axial magnetic flux motor that is easy to manufacture is and reliable is working.

Diese Aufgaben wird durch einen Motor nach Anspruch 1 gelöst.These tasks are done by an engine solved according to claim 1.

ABRISS DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Der Motor mit axialem Magnetfluß gemäß der Erfindung umfaßt mindestens einen Stator und mindestens einen Rotor, die konzentrisch um eine Rotationsachse angeordnet sind. Der Stator umfaßt ein Statorjoch in Ringform. Von dem Statorjoch erstrecken sich mehrere Statorpole in eine Richtung, die parallel zu der Rotationsachse ist. Die Statorpole sind auf einem Kreis um die Rotationsachse angeordnet. Der Motor ist dadurch gekennzeichnet, daß das Statorjoch in Statorjochabschnitte aufgeteilt ist und Verbindungsstellen aufweist, an denen benachbarte Statorjochabschnitte miteinander verbunden sind. Auf dem Stator sind zwischen den Statorpolen Phasenwicklungen aufgebracht, die direkt auf dem Statorjoch liegen und keine eigenen, getrennten Kerne aufweisen, die senkrecht zu dem Statorjoch angeordnet sind. Stattdessen können die Statorjochabschnitte des erfindungsgemäßen Motors auch gleichzeitig als Spulenkerne interpretiert werden, wobei diese tangential zur Drehrichtung der Rotationsachse angeordnet sind.The axial magnetic flux motor according to the invention comprises at least one stator and at least one rotor that are concentric are arranged around an axis of rotation. The stator comprises a stator yoke in a ring shape. Several stator poles extend from the stator yoke in a direction that is parallel to the axis of rotation. The stator poles are arranged on a circle around the axis of rotation. The engine is characterized in that the Stator yoke is divided into stator yoke sections and connection points has, on which adjacent stator yoke sections with each other are connected. There are phase windings on the stator between the stator poles applied, which lie directly on the Statorjoch and no separate ones Have cores that are arranged perpendicular to the stator yoke. Instead, you can the stator yoke sections of the motor according to the invention also simultaneously are interpreted as coil cores, these being tangential to Direction of rotation of the axis of rotation are arranged.

Unter dem Begriff Ringform ist eine in sich geschlossene kreisförmige, polygonale oder andere Form zu verstehen, die einen geschlossenen magnetischen Fluß zuläßt. Bevorzugt wird eine Polygonform gewählt. Die Querschnittsform oder die Querschnittfäche muß nicht notwendigerweise entlang des gesamten Rings konstant sein; insbesondere an Polen oder Übergängen kann die Querschnittsfläche vergrößert sein, um magnetischen Streuungen an diesen kritischen Stellen vorzubeugen. Die Ringform kann auch aus einzelnen Abschnitten zusammengesetzt sein, die in einem Winkel zueinander angeordnet sind und so den Ring schließen. Alternativ können die Abschnitte selbst gewinkelt oder gebogen sein, so daß sich eine geschlossene Ringform ergibt, auch wenn die einzelnen Abschnitte gerade aneinander gefügt sind. Der ringförmige Stator hat jedoch in Hinblick auf den magnetischen Fluß eine geschlossene Form.Under the term ring shape is one self-contained circular, to understand polygonal or other form that a closed allows magnetic flux. Prefers a polygon shape is selected. The cross-sectional shape or cross-sectional area need not necessarily be along the be constant throughout the ring; especially at poles or crossings the cross-sectional area must be enlarged, to prevent magnetic scattering at these critical points. The ring shape can also be composed of individual sections be arranged at an angle to each other and so the Close ring. Alternatively, you can the sections themselves are angled or curved so that a closed ring shape results, even if the individual sections just joined together are. The ring-shaped However, the stator has a closed one in terms of magnetic flux Shape.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung gibt es keine senkrechten Übergänge der Spulenkerne zu dem Statorjoch, wodurch eine wesentliche Quelle magnetischer Streufelder vermieden wurde. Die einzelnen Statorjochabschnitte können konventionell bewickelt werden oder die Wicklungen können einfach aufgesteckt werden, wodurch eine automatisierte Herstellung der Statoren maßgeblich vereinfacht wird. Zudem können so Standardbauteile verwendet werden, wodurch Kosten niedrig gehalten werden und der Konstruktionsaufwand deutlich verringert wird. Das Statorjoch dient als magnetische Verbindung und gleichzeitig als Kern der Wicklungen. Folglich werden Materialkosten für zusätzliche Kerne eingespart. Die geringere Masse des Stators verringert ferner das Gesamtgewicht des Motors. Die beschriebene Anordnung der Spulen führt ferner im Vergleich zu Spulenkernen mit Sternverbindung zu einem erhöhten Fluß. Dadurch kann auch ein höherer Grad an Flußkonzentration erreicht werden.Due to the arrangement according to the invention there there are no vertical transitions of the Coil cores to the stator yoke, creating an essential source of magnetic Stray fields was avoided. The individual stator yoke sections can can be conventionally wound or the windings can be simple be plugged in, which enables automated production of the Stators decisive is simplified. You can also standard components are used, which keeps costs down and the design effort is significantly reduced. The Statorjoch serves as a magnetic connection and at the same time as the core of the windings. consequently will material costs for additional Cores saved. The lower mass of the stator also reduces the total weight of the engine. The arrangement of the coils described leads further compared to coil cores with star connection to an increased flux. Thereby can also be a higher one Degree of river concentration can be achieved.

In einer ersten Ausführung der Erfindung sind die Statorpole zwischen den Verbindungsstellen des Stators ausgeführt. Die Statorjochabschnitte sind winkelförmig gebogen.In a first version of the Invention are the stator poles between the junctions of the Stator executed. The stator yoke sections are bent at an angle.

So können benachbarte Statorjochabschnitte gerade zueinander ausgerichtet sein, wobei sich die Ringform aus der Winkelneigung der einzelnen Statorjochabschnitte ergibt. Dadurch wird die Montage des Stators vereinfacht.This allows adjacent stator yoke sections be aligned with each other, whereby the ring shape the angular inclination of the individual stator yoke sections. Thereby assembly of the stator is simplified.

In einer zweiten Ausführung der Erfindung sind die Statorpole an den Verbindungsstellen des Stators angeordnet. Die Statorjochabschnitte sind im wesentlichen gerade ausgeführt. Vorzugsweise weist jede Verbindungsstelle einen Pol auf. Damit eine ringförmige Gesamtform erreicht werden kann, werden benachbarte Statorjochabschnitte in einem Winkel zueinander montiert. Die gerade Form der Statorjochabschnitte erlaubt eine Bewicklung, wie sie von Standardspulen bekannt ist. So kann die Wicklung kostengünstig aufgewickelt oder aufgesteckt werden, wobei Standardverfahren und -maschinen verwendet werden können.In a second embodiment of Invention are the stator poles at the connection points of the stator arranged. The stator yoke sections are essentially straight executed. Each connection point preferably has a pole. So that an overall ring shape can be achieved, adjacent stator yoke sections in mounted at an angle to each other. The straight shape of the stator yoke sections allows winding as is known from standard spools. So the winding can be inexpensive be wound up or plugged on using standard procedures and -machines can be used.

In einer dritten Ausführung haben die Statorjochabschnitte die Form eines Kreisbogens. Der Stator hat in dieser dritten Ausführung daher die Form eines Kreisrings. In Hinblick auf mögliche magnetische Streufelder an den Stellen, an denen die Statorjochabschnitte aneinanderstoßen, bietet eine kontinuierliche Kreisringform eine gute Möglichkeit, magnetische Streuung zu vermeiden. Gleichzeitig ist es möglich, die einzelnen Statorjochabschnitte mit Wicklungen zu bestücken, ohne eine aufwendige Technik verwenden zu müssen.In a third version the stator yoke sections in the form of a circular arc. The stator has in this third version hence the shape of a circular ring. With regard to possible magnetic stray fields at the points where the stator yoke sections meet a continuous annulus shape is a great way of magnetic scattering to avoid. At the same time, it is possible to use the individual stator yoke sections to be equipped with windings, without having to use complex technology.

Das Statorjoch nach der ersten oder zweiten Ausführung kann eine im wesentlichen polygonale Form haben. Eine polygonale Form bietet den Vorteil, daß die einzelnen gerade Abschnitte mit Standardverfahren und -bauteilen bearbeitet und hergestellt werden können.The stator yoke after the first or second execution can have a substantially polygonal shape. A polygonal Form has the advantage that the individual straight sections with standard processes and components can be processed and manufactured.

Vorzugsweise weisen die Enden der Statorjochabschnitte Anschlußmittel auf, welche Statorjochabschnitte magnetisch verbinden. Diese Anschlußmittel können Schraub-, Bolzen-, Niet- und/oder Klebeverbindungen umfassen. Diese Anschlußmittel sind mittels einfacher Techniken verarbeitbar. Die verwendeten Komponenten sind preiswerte Standardelemente. Folglich kann durch Anschlußmittel die Herstellung des Motors vereinfacht und preiswerter gestaltet werden.The ends of the stator yoke sections preferably have connection means which magnetically connect the stator yoke sections. These connection means can include screw, bolt, rivet and / or adhesive connections. These connection means can be processed using simple techniques. The components used are inexpensive standard elements. Consequently, the manufacture of the motor can be simplified by connecting means and be made cheaper.

Das Statorjoch besteht vorzugsweise aus geschichtetem, gestanztem und/oder gegossenem magnetischem Material. Durch die Schichtung können Wirbelstromverluste deutlich vermindert werden. Gleichzeitig erlauben diese Materialien eine kostengünstige und einfache Herstellung, wobei gute magnetischen Eigenschaften des Motors erreicht werden.The stator yoke preferably consists made of layered, punched and / or cast magnetic material. Through the stratification can Eddy current losses can be significantly reduced. Allow at the same time these materials an inexpensive and easy manufacture, with good magnetic properties of the engine can be reached.

Die Statorjochabschnitte haben bevorzugt einen im wesentlichen konstanten Querschnitt. Werden die Wicklungen aufgesteckt, so wird die Herstellung des Stators durch einen konstanten Querschnitt des Statorjochs deutlich vereinfacht.The stator yoke sections preferably have one essentially constant cross section. If the windings are put on, so the manufacture of the stator by a constant cross section of the Stator yokes significantly simplified.

Die Statorpole können mit einem regelmäßigem Abstand auf dem Statorjoch angeordnet sein. Dadurch ergeben sich ein regelmäßigen Verlauf des Drehmoments und somit gleichmäßige Rotationseigenschaften.The stator poles can be spaced at regular intervals be arranged on the stator yoke. This results in a regular course of the torque and thus uniform rotational properties.

Der Rotor kann ein Rotorjoch sowie mindestens einen Permanentmagneten umfassen, die konzentrisch zueinander angeordnet sind. Dadurch wird gewährleistet, daß das Rotorjoch und der (die) Permanentmagnet magnetisch zusammenwirken und so die magnetischen Eigenschaften des Permanentmagnet voll ausgeschöpft werden können. Es können auch zwei Permanentmagnete verwendet werden, in deren Mitte sich das Rotorjoch befindet, um einen symmetrischen Aufbau eines Motors zu erlauben, wobei sich an beiden Seiten des Rotors ein Stator entlang der Drehachse anschließt. Sind Rotor und Stator jeweils symmetrisch, so können diese kaskadiert werden, d.h. entlang der Drehachse aufgereiht werden. Fällt nun ein Element aus, kann der Motor mit den verbleibenden weiterarbeiten. Dadurch wird der Motor zuverlässiger, wobei Herstellungsaufwand und Preis gering sind.The rotor can be a rotor yoke as well comprise at least one permanent magnet which is concentric with one another are arranged. This ensures that the rotor yoke and the permanent magnet (s) interact magnetically and so the magnetic properties of the permanent magnet can be fully exploited can. It can too two permanent magnets are used, in the middle of which Rotor yoke is located to create a symmetrical motor structure allow, with a stator along both sides of the rotor the axis of rotation. If the rotor and stator are each symmetrical, they can be cascaded, i.e. be lined up along the axis of rotation. If an element fails, can the engine continues to work with the remaining ones. This will make the Engine more reliable, where manufacturing costs and price are low.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENSUMMARY THE FIGURES

Die Erfindung ist im folgenden anhand der bevorzugten Ausführungen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert.The invention is based on the following of the preferred designs with reference to the drawing explained.

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Motors mit axialem Magnetfluß nach dem Stand der Technik. 1 Fig. 3 is a perspective view of a prior art axial magnetic flux motor.

2 ist eine Aufsicht eines sechspoligen Stators für einen Motor mit axialem Magnetfluß gemäß der Erfindung. 2 is a top view of a six-pole stator for an axial magnetic flux motor according to the invention.

3 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Motors mit einem sechspoligen Stator. 3 is an exploded perspective view of a motor according to the invention with a six-pole stator.

4 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen dreipoligen Stators gemäß einer ersten Ausführung. 4 is an exploded perspective view of a three-pole stator according to the invention according to a first embodiment.

5 ist eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen dreipoligen Stators gemäß einer zweiten Ausführung. 5 is a perspective view of a three-pole stator according to the invention according to a second embodiment.

6 ist eine schematische perspektivische Darstellung einer Verbindungsstelle, die dem besseren Verständnis der zweiten Ausführung des in 5 gezeigten Stators dient. 6 FIG. 10 is a schematic perspective illustration of a junction, which may aid in understanding the second embodiment of the embodiment shown in FIG 5 shown stator is used.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGURENDETAILED DESCRIPTION OF THE FIGURES

Die 1 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Motor mit axialem Magnetfluß nach dem Stand der Technik und dient zur Erläuterung der Funktionsweise des Motors. Der Motor umfaßt einen Rotor 30 mit einem Rotorjoch 18 und einem Permanentmagneten 16 und einen Stator 10, welche die gleiche Rotationsachse 24 aufweisen und zueinander axial versetzt sind.The 1 is an exploded perspective view of a prior art axial magnetic flux motor and is used to explain the operation of the motor. The motor includes a rotor 30 with a rotor yoke 18 and a permanent magnet 16 and a stator 10 that have the same axis of rotation 24 have and are axially offset from each other.

Mit dem Rotor 30 ist eine Welle 22, die sich entlang der Rotationsachse 24 erstreckt, drehfest verbunden. Die Welle 22 dient der mechanischen Auskopplung der Rotorbewegung. Der Stator 10 umfaßt mehrere zylinder- oder stabförmige Spulen 12 mit Spulenkernen, die auf einem Statorjoch 20 angeordnet sind und die sich in Richtung des Permanentmagneten 16 in axialer Richtung erstrecken. Die Spulenkerne haben jeweils ein Ende, das in Richtung des Permanentmagneten 16 weist, und als Statorpol 14 dient. Die zu diesen Enden entgegengesetzten Enden fußen auf dem Statorjoch 20 und sind mit diesem magnetisch verbunden. Das Statorjoch verbindet so die magnetischen Flüsse der Spulen.With the rotor 30 is a wave 22 that extend along the axis of rotation 24 extends, rotatably connected. The wave 22 serves to mechanically decouple the rotor movement. The stator 10 comprises several cylindrical or rod-shaped coils 12 with coil cores on a stator yoke 20 are arranged and which are in the direction of the permanent magnet 16 extend in the axial direction. The coil cores each have one end, which is in the direction of the permanent magnet 16 points, and as a stator pole 14 serves. The ends opposite these ends are based on the stator yoke 20 and are magnetically connected to it. The stator yoke thus connects the magnetic fluxes of the coils.

In zusammengefügtem Zustand liegt der Permanentmagent 16 direkt auf dem Rotorjoch 18 auf und die Pole des Stators 12 liegen, getrennt durch einen dünnen Spalt, direkt dem Permanentmagneten 16 gegenüber. In dem vorliegenden Beispiel nach 1 weist der Stator 10 drei Spulen auf, die um 120° versetzt kreisförmig auf dem Statorjoch angeordnet sind. Werden die Statorpole 12 durch ein elektrisches Drehfeld angeregt, beispielsweise mit einem dreiphasigen Drehfeld mit den Phasen U, V, W, die jeweils einen Phasenabstand von 120° aufweisen (herkömmliche dreiphasige Drehstromversorgung), so ergibt sich ein elektromagnetisches Drehfeld. Zwischen dem Stator 10 und dem Rotor 18,16 wird ein Drehmoment erzeugt, wodurch der Rotor 30 in eine Drehbewegung relativ zu dem (feststehenden) Stator versetzt wird. Diese Drehbewegung wird über die Achse 22 ausgekoppelt und kann so angeschlossene mechanische Vorrichtungen (Getriebe, Propeller, Pumpen, etc.) antreiben.The permanent magnet lies in the assembled state 16 directly on the Rotorjoch 18 on and the poles of the stator 12 are separated from the permanent magnet, separated by a thin gap 16 across from. In the present example after 1 points the stator 10 three coils, which are arranged at 120 ° in a circle on the stator yoke. Become the stator poles 12 excited by an electrical rotating field, for example with a three-phase rotating field with the phases U, V, W, each of which has a phase distance of 120 ° (conventional three-phase three-phase power supply), this results in an electromagnetic rotating field. Between the stator 10 and the rotor 18 . 16 a torque is generated, causing the rotor 30 is rotated relative to the (fixed) stator. This rotary motion is over the axis 22 uncoupled and can drive connected mechanical devices (gearboxes, propellers, pumps, etc.).

Die 2 zeigt einen Stator 110 mit axialem Magnetfluß gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Stator 110 umfaßt ein Statorjoch 120 sechs Statorpole 112A – E und ebensoviele Phasenwicklungen 114A – E, wobei die Anzahl der Statorpole 112 im allgemeinen unabhängig von der Anzahl der Phasenwicklungen 114 ist. Die Anzahl der Statorpole 112 und die Anzahl der Phasenwicklungen 114 kann frei gewählt werden, beispielsweise 3 oder 12. Im Gegensatz zu dem Stator 10 nach dem Stand der Technik, bei dem die Spulen 12,14 und deren Spulenkerne 12 einen senkrechten Winkel mit dem Statorjoch 20 bilden, liegen die Phasenwicklungen 114A – E gemäß 2 direkt auf dem polygonförmigen Statorjoch 120. Die Phasenwicklungen des erfindungsgemäßen Motors haben also keine von dem Statorjoch 120 getrennte Kerne, die senkrecht auf dem Statorjoch stehen, vielmehr bilden Statorjochabschnitte 120A – F die Kerne für die Phasenwicklungen 114A – F und bilden gleichzeitig zusammengefügt das Statorjoch 120. Interpretiert man die Statorjochabschnitte 120A – F als "Kerne" für die Phasenwicklungen 114A - F, so liegen diese tangential zum Statorjoch, wäh rend die Spulenkerne im Stand der Technik (1) senkrecht zu dem Statorjoch angeordnet sind .The 2 shows a stator 110 with axial magnetic flux according to the present invention. The stator 110 includes a stator yoke 120 six stator poles 112A - e and just as many phase windings 114A - e , where the number of stator poles 112 generally regardless of the number of phase windings 114 is. The number of stator poles 112 and the number of phase windings 114 can be chosen freely, for example 3 or 12. In contrast to the stator 10 according to the prior art, in which the coils 12 . 14 and their coil cores 12 a perpendicular angle with the stator yoke 20 form, the phase windings lie 114A - e according to 2 directly on the polygonal stator yoke 120 , The phase windings of the motor according to the invention therefore have none of the stator yoke 120 separate cores, which are perpendicular to the stator yoke, rather form stator yoke sections 120A - F the cores for the phase windings 114A - F and at the same time form the Statorjoch 120 , One interprets the stator yoke sections 120A - F as "cores" for the phase windings 114A - F , they are tangent to the stator yoke, while the coil cores are in the state of the art ( 1 ) are arranged perpendicular to the stator yoke.

Das Statorjoch 120 ist in separate Statorjochabschnitte 120A – F aufgeteilt. Diese Statorjochabschnitte 120A – F werden zusammengefügt, so daß die in magnetischem Kontakt miteinander stehen, und bilden ein (magnetisch) durchgängiges Statorjoch 120.The Statorjoch 120 is in separate stator yoke sections 120A - F divided up. These stator yoke sections 120A - F are put together so that they are in magnetic contact with one another and form a (magnetic) continuous stator yoke 120 ,

Eine mögliche Aufteilung des Statorjochs 120 ist in 2 als Abschnitt Y – Y' dargestellt. In dieser Ausführung sind zwei benachbarte Statorjochabschnitte (beispielsweise 120D und E) innerhalb einer Phasenwicklung (beispielsweise 114D) an entsprechenden Verbindungsstellen aneinandergefügt. Die Statorjochabschnitte 120A – E sind jeweils in Winkelform ausgebildet. Die Schenkel dieser Winkel haben vorzugsweise die gleiche Länge, wie es beispielsweise anhand 4 zu erkennen ist. Anhand dieser 4 wird die erste Ausführung im weiteren detailliert dargestellt.A possible division of the Statorjoch 120 is in 2 shown as section Y - Y '. In this embodiment, two adjacent stator yoke sections (for example 120D and e ) within a phase winding (for example 114D ) joined together at the appropriate connection points. The stator yoke sections 120A - e are each designed in an angular form. The legs of these angles are preferably of the same length, as is the case, for example 4 can be seen. Based on this 4 the first version is shown in detail below.

In einer zweiten Ausführung ist der erfindungsgemäße Stator in geradlinige Abschnitte aufgeteilt. Die 2 zeigt einen solchen Abschnitt XX'. Die Phasenwicklungen können daher einfach auf die einzelnen Statorjochabschnitte 112A – E aufgebracht werden, beispielsweise durch Aufstecken vorgefertigter Wicklungen. An beiden Enden einer Phasenwicklung 114A ragen dann die Enden des entsprechenden Statorjochabschnitts (beispielsweise 120A) heraus. Diese Enden weisen Verbindungsstellen auf, an denen ein benachbarter Statorjochabschnitt (beispielsweise 120B) angebracht werden kann, wobei der erste Statorjochabschnitt 120A und der benachbarte Statorjochabschnitt 120B in einem Winkel zueinander angeordnet sind. An den Verbindungsstellen sind die Statorjochabschnitte 120A – F miteinander magnetisch in Kontakt, um das ringförmige Statorjoch 120 zu bilden. Die Phasenwicklungen 114A – F liegen direkt auf dem Statorjoch 120 und sind entlang des Umfangs des Statorjochs 120 gleichmäßig verteilt. Nicht notwendigerweise liegt auf einem Statorjochabschnitt genau eine Phasenwicklung; diese können auch in anderer Weise verteilt sein, z. B. könnte nur jeder zweite Statorjochabschnitt eine Phasenwicklung aufweisen.In a second embodiment, the stator according to the invention is divided into straight sections. The 2 shows such a section XX '. The phase windings can therefore simply on the individual stator yoke sections 112A - e be applied, for example by plugging in prefabricated windings. At both ends of a phase winding 114A then protrude the ends of the corresponding stator yoke section (for example 120A ) out. These ends have connection points at which an adjacent stator yoke section (for example 120B ) can be attached, the first stator yoke section 120A and the adjacent stator yoke section 120B are arranged at an angle to each other. The stator yoke sections are at the connection points 120A - F magnetically in contact with each other around the annular stator yoke 120 to build. The phase windings 114A - F lie directly on the Statorjoch 120 and are along the circumference of the stator yoke 120 equally distributed. Exactly one phase winding does not necessarily lie on a stator yoke section; these can also be distributed in other ways, e.g. B. only every second stator yoke section could have a phase winding.

Diese zweite Ausführung wird anhand der 5 und 6 detaillierter beschrieben.This second version is based on the 5 and 6 described in more detail.

Während die einzelnen Statorjochabschnitte 120A – E gemäß der zweiten Ausführung mit einem Winkel zueinander angeordnet werden müssen, um eine polygonale Struktur des Statorjoch 120 zu erreichen, können die Statorjochabschnitte gemäß der ersten Ausführung gerade aneinander moniert werden, wobei die Polygonform des Statorjochs durch die Winkelschenkel der Statorjochabschnitte bestimmt ist.During the individual stator yoke sections 120A - e According to the second embodiment, they must be arranged at an angle to one another to form a polygonal structure of the stator yoke 120 to achieve, the stator yoke sections according to the first embodiment can be fitted together, the polygon shape of the stator yoke being determined by the angle legs of the stator yoke sections.

Alternativ zu einem polygonförmigen Statorjoch kann dieses auch kreisförmig sein. Diese Ausführung wird im folgenden beschrieben ist jedoch nicht in den Figuren dargestellt. In dieser dritten Ausführung sind die Statorjochabschnitte kreisförmig gebogen und ergeben aneinandergesetzt einen ringförmigen Stator. Die Statorjochabschnitte weisen an ihren Enden Verbindungsmittel auf. An diesen Enden können auch gleichzeitig Statorpole angeordnet sein, die sich in Richtung des Rotors erstrecken und mit den Verbindungsmitteln eine Einheit bilden können. Zwischen diesen Statorpolen sind Phasenwicklungen angeordnet, die auf die Statorjochabschnitte gewickelt sind. Alternativ sind die Statorpole von den Verbindungsstellen getrennt und wechseln sich jeweils entlang des ringförmigen Statorjochs mit den Verbindungsstellen ab. Die Verbindungstellen können dann innerhalb der Phasenwicklungen liegen, die wiederum zwischen den Statorpolen angeordnet sind.As an alternative to a polygonal stator yoke this can also be circular his. This execution is described below but is not shown in the figures. In this third version the stator yoke sections are curved in a circle and result in being joined together an annular one Stator. The stator yoke sections have connecting means at their ends on. At these ends you can also be arranged at the same time stator poles, which are in the direction of the rotor and a unit with the connecting means can form. Between these stator poles are arranged phase windings on the Stator yoke sections are wound. Alternatively, the stator poles separated from the connection points and alternate along each of the ring-shaped Statorjochs with the connection points. The connection points can then lie within the phase windings, which in turn between the stator poles are arranged.

In allen drei genannten beispielhaften Ausführungen sind zwischen den Phasenwicklungen Statorpole 112A – E ausgebildet. Die Statorpole 112A – F sind abwechselnd mit den Phasenwicklungen 114A – F regelmäßig auf dem Statorjoch 120 angeordnet. Die Drehachse 124 liegt in der Mitte des Stators 110.In all three exemplary embodiments mentioned there are stator poles between the phase windings 112A - e educated. The stator poles 112A - F are alternating with the phase windings 114A - F regularly on the Statorjoch 120 arranged. The axis of rotation 124 lies in the middle of the stator 110 ,

Die 3 zeigt einen Motors mit axialem Magnetfluß gemäß der Erfindung, welcher den in 2 dargestellten Stator verwendet. In dieser Ausführung ist ein Stator 110, der dem Stator der ersten oder zweiten Ausfiührung entspricht, konzentrisch zwischen zwei Rotoren 130, 132 angeordnet, die symmetrisch zum dem Stator 110 sind. Die Rotoren 130, 130' umfassen jeweils ein Rotorjoch 118, 118' und einen Permanentmagneten 116, 116'. Der Stator und die Rotoren sind beide konzentrisch um eine Drehachse 124 angeordnet und axial zueinander versetzt. Entlang dieser Drehachse erstreckt sich eine Welle 122, die mit den Rotoren drehfest verbunden ist Das Statorjoch 120 des Stators 110 ist in Statorjochabschnitte aufgeteilt (siehe 2). Der Stator 110 umfaßt das Statorjoch 120, sechs Phasenwicklungen 114A – F, die auf dem Statorjoch 120 aufgebracht sind, sowie sechs Statorpole 112A – F, die ebenfalls auf dem Statorjoch 120 angeordnet sind. Die Anzahl der Statorpole und der Phasenwicklungen sind jedoch frei voneinander wählbar. Die Statorpole erstrecken sich in Richtung der beiden Permanentmagnete 116, 116'. Das Statorjoch trägt entlang seiner Umlaufrichtung abwechselnd Statorpole und Phasenwicklungen 114A – F. In zusammengefügtem Zustand des Motors liegen die Permanentmagneten 116, 116' direkt auf den entsprechenden Rotorjochen 118, 118', und zwischen dem Stator 110 und den Permanentmagneten 116, 116' ist nur ein kleiner Spalt vorgesehen, um magnetische Streuung zwischen Stator und Rotor zu minimieren und gleichzeitig eine Drehbewegung zwischen Rotor und Stator zu erlauben.The 3 shows an axial magnetic flux motor according to the invention, which the in 2 shown stator used. In this version there is a stator 110 , which corresponds to the stator of the first or second embodiment, concentrically between two rotors 130 . 132 arranged symmetrically to the stator 110 are. The rotors 130 . 130 ' each include a rotor yoke 118 . 118 ' and a permanent magnet 116 . 116 ' , The stator and the rotors are both concentric about an axis of rotation 124 arranged and axially offset from each other. A shaft extends along this axis of rotation 122 , which is rotatably connected to the rotors. The stator yoke 120 of the stator 110 is divided into stator yoke sections (see 2 ). The stator 110 includes the Statorjoch 120 , six phase windings 114A - F that on the Statorjoch 120 are applied, as well as six stator poles 112A - F that are also on the Statorjoch 120 are arranged. However, the number of stator poles and the phase windings can be freely selected from one another. The stator poles extend in the direction of the two permanent magnets 116 . 116 ' , The stator yoke alternately carries stator poles and phase windings along its direction of rotation 114A - F , The permanent magnets are in the assembled state of the motor 116 . 116 ' directly on the corresponding rotor yokes 118 . 118 ' , and between the stator 110 and the permanent magnet 116 . 116 ' only a small gap is provided in order to minimize magnetic scatter between the stator and the rotor and at the same time to allow a rotational movement between the rotor and the stator.

Die Rotoren 130, 130' bestehen in dieser Ausführung jeweils aus einem Permanentmagneten 116, 116' und einem Rotorjoch 118, 118', die konzentrisch zueinander angeordnet sind und direkt aneinander liegen. Das Rotorjoch 118, 118' bildet den magnetischen Rückschluß für den Permanentmagneten 116, 116'. Die magnetische Erregung wird daher ausschließlich durch die Magneten erzeugt. Soll die magnetische Erregung durch entsprechende Erregerspulen erzeugt werden, wie es beispielsweise bei einem Gleichstrommotor der Fall ist, so muß Strom beispielsweise über Bürstenanordnungen zugeführt werden. Es wäre jedoch möglich, den Permanentmagneten durch diese Erregerspulen zu ersetzen, die dessen Funktion übernehmen oder ein Drehfeld erzeugen.The rotors 130 . 130 ' consist of a permanent magnet in this version 116 . 116 ' and a rotor yoke 118 . 118 ' , which are arranged concentrically to each other and lie directly against each other. The rotor yoke 118 . 118 ' forms the magnetic inference for the permanent magnet 116 . 116 ' , The magnetic excitation is therefore generated exclusively by the magnets. If the magnetic excitation is to be generated by appropriate excitation coils, as is the case, for example, with a direct current motor, then current must be supplied, for example, via brush arrangements. However, it would be possible to replace the permanent magnet with these excitation coils, which take over its function or generate a rotating field.

Die 4 zeigt einen Stator 210 in einer Explosionsdarstellung, wie er in der ersten Ausführung der Erfindung eingesetzt wird. Der Stator 210 umfaßt ein Statorjoch 220, das in Statorjochabschnitte 220A – C aufgeteilt ist, drei Phasenwicklungen 214A – C und drei Statorpole 212A – C. Die Statorjochabschnitte 220A – C haben jeweils eine gewinkelte Form und weisen jeweils an ihren Enden Verbindungsstellen 230 auf. Benachbarte Statorjochabschnitte werden an den Verbindungsstellen zusammengefügt, so daß sich zwischen allen Statorjochabschnitten 220A – C eine magnetische Verbindung ergibt. Anhand der 4 ist ersichtlich, daß sich die Verbindungsstellen 230 nach dem Zusammenfügen des gesamten Statorjochs 220 innerhalb der Phasenwicklungen 214 befinden. Es sind jedoch andere Ausführungen denkbar, bei denen sich die Verbindungsstellen 230 außerhalb der Phasenwicklungen 214A – C befinden. Dies ist beispielsweise bei Phasenwicklungen der Fall, die nicht symmetrisch zwischen zwei Polen auf einem geraden Abschnitt des Statorjochs aufgebracht sind, oder wenn aufgrund von ungleichen Längen der Winkelschenkel der gewinkelten Statorjochabschnitte 220A – C die Verbindungsstellen neben die Phasenwicklungen fallen.The 4 shows a stator 210 in an exploded view, as used in the first embodiment of the invention. The stator 210 includes a stator yoke 220 that in stator yoke sections 220A - C is divided into three phase windings 214A - C and three stator poles 212A - C , The stator yoke sections 220A - C each have an angled shape and each have connection points at their ends 230 on. Adjacent stator yoke sections are joined at the connection points, so that there is between all stator yoke sections 220A - C results in a magnetic connection. Based on 4 it can be seen that the connection points 230 after assembling the entire stator yoke 220 within the phase windings 214 are located. However, other designs are conceivable in which the connection points 230 outside the phase windings 214A - C are located. This is the case, for example, in the case of phase windings which are not applied symmetrically between two poles on a straight section of the stator yoke, or if the angular legs of the angled stator yoke sections are of different lengths 220A - C the junctions fall next to the phase windings.

Abweichend von den Statorjochabschnitten in der ersten Ausführung der Erfindung, die eine gewinkelte Form haben, könnten die Statorjochabschnitte auch eine gerade Form aufweisen. Um dennoch ein ringförmiges Statorjoch zu erhalten, müßten die geraden Statorjochabschnitte mit einem Winkel zueinander angeordnet werden. Um eine gleichmäßige polygonale Form des Statorjochs zu erreichen, sollte der gleiche Winkel zwischen allen benachbarten Statorjochabschnitten gewählt werden. Er wird durch die Anzahl der gewünschten Statorjochabschnitte bestimmt. Die Anzahl der Statorjochabschnitte ist nicht auf drei oder sechs begrenzt, jede beliebige Anzahl größer zwei kann verwendet werden.Deviating from the stator yoke sections in the first execution of the invention, which have an angled shape, could be the stator yoke sections also have a straight shape. Around an annular stator yoke to get the straight stator yoke sections arranged at an angle to each other become. To be an even polygonal To achieve the shape of the stator yoke, the same angle should be between all adjacent stator yoke sections can be selected. He is through the Number of desired Stator yoke sections determined. The number of stator yoke sections is not limited to three or six, any number greater than two can be used.

Die 5 und 6 zeigen jeweils einen Stator 310, der in der zweiten Ausführung der Erfindung verwendet wird. Die 5 zeigt einen zusammengesetzten Stator 310 mit drei Statorjochabschnitten 330, drei Statorpolen 312A – C und drei Phasenwicklungen 314A – C. Im Gegensatz zu dem Stator nach der ersten Ausführung sind die Statorjochabschnitte gerade. Die Statorjochabschnitten sind in einem Winkel zueinander (hier 120°) angeordnet. An den Verbindungsstellen 330 sind auch die Statorpole 312A – C angeordnet. Die Statorpole können so zusammen mit den Anschlußmitteln ausgeführt werden.The 5 and 6 each show a stator 310 which is used in the second embodiment of the invention. The 5 shows a composite stator 310 with three stator yoke sections 330 , three stator poles 312A - C and three phase windings 314A - C , In contrast to the stator according to the first embodiment, the stator yoke sections are straight. The stator yoke sections are arranged at an angle to one another (here 120 °). At the connection points 330 are also the stator poles 312A - C arranged. The stator poles can thus be carried out together with the connection means.

Die 6 zeigt eine Verbindung von Statorjochabschnitten gemäß der zweiten Ausführung im Detail. Der Verbindungswinkel an der Verbindungsstelle 430 entspricht einem Winkel, der in einem sechseckigen Statorjoch auftritt. 6 stellt das Prinzip einer Verbindungsstelle 330 von 5 dar, wobei die Verbindungsstellen der 5 und 6 sich lediglich im Ver bindungswinkel zwischen zwei benachbarten Statorjochabschnitten unterscheiden, da 5 von einem dreieckigen Statorjoch ausgeht.The 6 shows a connection of stator yoke sections according to the second embodiment in detail. The connection angle at the connection point 430 corresponds to an angle that occurs in a hexagonal stator yoke. 6 represents the principle of a liaison 330 of 5 represents, the connection points of the 5 and 6 differ only in the connection angle between two adjacent stator yoke sections, because 5 starts from a triangular stator yoke.

6 zeigt ein Verbindungsmittel 430', 430", das durch eine Schraubverbindung zwei aneinander angrenzende Statorjochabschnitte miteinander verbindet. Der obere Teil des Verbindungsmittels 430" weist ein Innengewinde auf und der untere Teil des Verbindungsmittel 430' hat ein entsprechendes Außengewinde, wodurch die beiden Teile miteinander verschraubt werden können und so eine mechanische Verbindung hergestellt wird. In verschraubtem Zustand ragen beide Teile des Verbindungsmittels 430', 430" in eine Bohrung hinein. Diese Bohrung ist an den Enden der Statorjochabschnitte 420A, 420B an den Verbindungsstellen vorgesehen. Durch diese mechanische Verbindung sind die beiden Statorjochabschnitte 420A, 420B auch magnetisch miteinander in Verbindung. 6 shows a connecting means 430 ' . 430 ' , which connects two adjacent stator yoke sections to one another by means of a screw connection. The upper part of the lanyard 430 ' has an internal thread and the lower part of the connecting means 430 ' has a corresponding external thread, which means that the two parts can be screwed together, thus creating a mechanical connection. When screwed together, both parts of the connection means protrude 430 ' . 430 ' into a hole. This hole is at the ends of the stator yoke sections 420A . 420B provided at the connection points. This mechanical connection connects the two stator yoke sections 420A . 420B also magnetically connected.

Ferner weisen die beiden Teile des Verbindungsmittels zusätzliche Verdickungen aus magnetisch wirksamen Material an den Enden auf, die dem jeweiligen Gewinde gegenüberliegen. Diese Verdickungen erstrecken sich außerhalb der Bohrungen in axialer Richtung und weisen von den Statorjochabschnitten weg. Da die Verdickungen mit dem jeweiligen Teil des Verbindungsmittels 430', 430" einteilig ausgeführt sind, sind sie mit dem Statorjoch auch magnetisch verbunden. Durch diesen magnetischen Kontakt führen die Verdickungen den magnetischen Fluß des Statorjochs. Zweckmäßig liegen diese Verdickungen den Rotorpolen direkt gegenüber und dienen als Statorpole. Dadurch kann das in dem Statorjoch herrschende elektromagnetische Drehfeld direkt mit den Rotorpolen wechselwirken und erzeugt so eine Drehbewegung zwischen Rotor und Stator. Die magnetische Wechselwirkung hängt von Material und Form der Statorpole 412, 412' sowie von deren Abstand zu den Rotorpolen ab. Vorzugsweise hat das magnetische Material eine hohe Permeabilität und leitet den magnetischen Fluß gut; der Abstand zu dem Rotor ist so gering wie möglich. Die Statorpole 412, 412' sollten mit einer größtmöglichen Fläche den Rotorpolen direkt mit einem geringen Abstand gegenüberstehen, um eine gute magnetische Wechselwirkung zu erreichen.Furthermore, the two parts of the connecting means have additional thickenings made of magnetically active material at the ends, which are opposite the respective thread. These thickenings extend outside the bores in the axial direction and point away from the stator yoke sections. Because the thickening with the respective part of the lanyard 430 ' . 430 ' are made in one piece, they are also magnetically connected to the stator yoke. Due to this magnetic contact, the thickenings guide the magnetic flux of the stator yoke. These thickenings are expediently located directly opposite the rotor poles and serve as stator poles. As a result, the electromagnetic rotating field prevailing in the stator yoke can interact directly with the rotor poles and thus generates a rotary movement between the rotor and the stator. The magnetic interaction depends on the material and shape of the stator poles 412 . 412 ' and their distance from the rotor poles. Preferably the magnetic material has a high permeability and conducts the magnetic flux well; the distance to the rotor is as small as possible. The stator poles 412 . 412 ' with the largest possible area should face the rotor poles directly with a small distance in order to achieve a good magnetic interaction.

Die Anschlußmittel dienen also in der zweiten Ausführung einem doppeltem Zweck : zum einen Verbinden sie die einzelnen Statorjochabschnitte mechanisch und magnetisch, und zum anderen bilden sie die magnetischen Statorpole, die mit dem Rotor wechselwirken.The connection means thus serve in the second execution A dual purpose: on the one hand, they connect the individual stator yoke sections mechanical and magnetic, and secondly they form the magnetic Stator poles that interact with the rotor.

Statt Schraubverbindungen sind auch Kleb- oder Nietverbindungen oder ähnliches möglich. Die Enden der beiden Statorjochabschnitte 420A, B können an der Verbindungsstelle ineinander verzahnt sein, um die Statorjochabschnitte magnetisch und mechanisch zu verbinden. Diese Verzahnung kann erreicht werden, indem die Statorjochabschnitte 420A, B mit geschichteten Blechen aufgebaut werden, die durch unterschiedliche Längen der Bleche der benachbarten Statorjochabschnitte an der Verbindungstelle abwechselnd Aussparungen aufweisen. Aus dem Transformatoren- und Motorbau sind ähnliche Techniken zum Verbinden von magnetischen Kernen bekannt und können bei der Ausführung der Erfindung angewandt werden. Die Enden der Statorjochabschnitte sind in 5 abgerundet dargestellt, wobei die Enden der Statorjochabschnitte 420A B keine Abrundund aufweisen. Beide Varianten sind möglich.Instead of screw connections, adhesive or riveted connections or the like are also possible. The ends of the two stator yoke sections 420A . B can be interlocked at the connection point in order to connect the stator yoke sections magnetically and mechanically. This toothing can be achieved by the stator yoke sections 420A . B be constructed with layered sheets, which alternately have cutouts at the connection point due to different lengths of the sheets of the adjacent stator yoke sections. Similar techniques for connecting magnetic cores are known from transformer and motor construction and can be used in the practice of the invention. The ends of the stator yoke sections are in 5 shown rounded, the ends of the stator yoke sections 420A B have no rounding. Both variants are possible.

Die Rotoren und Statoren sind entlang der Drehachse 124 (2, 3) kaskadierbar, wobei sich Stator und Rotor abwechseln können. Fällt eines dieser Elemente aus, kann es einfach elektrisch abgetrennt werden, und die verbleibenden Rotoren und Statoren arbeiten davon unabhängig weiter. Der in 3 dargestellte Motor zeigt einen Stator, der symmetrisch in beide axiale Richtungen gleichermaßen Statorpole aufweist, sowie zwei Rotoren, die zu diesem Stator symmetrisch angeordnet sind.The rotors and stators are along the axis of rotation 124 ( 2 . 3 ) cascadable, whereby stator and rotor can alternate. If one of these elements fails, it can simply be disconnected electrically and the remaining rotors and stators continue to work independently. The in 3 The motor shown shows a stator which has stator poles symmetrically in both axial directions, and two rotors which are arranged symmetrically with respect to this stator.

Die Rotoren können, abhängig von den Eigenschaften des Permanentmagneten, ohne Rotorjoch ausgeführt werden. Sind geringe Umdrehungszahlen des Motors gewünscht, so ist es zweckmäßig, den Rotor und/oder Stator mit einer Vielzahl von Polen auszustatten. Das elektrische Drehfeld kann durch eine übliche sinusförmige Dreiphasen-Drehstromversorgung erzeugt werden. Allerdings sind auch andere, z.B. rechteckige oder synthetisierte Wellenformen denkbar. Zudem können auch Systeme mit mehr als drei Phasen oder Phasen steuerungen verwendet werden, die auf bürstenkontaktierten Kommutatoren basieren. Weiterhin ist eine Ansteuerung möglich, wie sie beispielsweise bei Schrittmotoren verwendet wird.The rotors can, depending on the properties of the permanent magnet, without a rotor yoke. Are low revs of the engine, so it is appropriate to To equip the rotor and / or stator with a large number of poles. The rotating electrical field can be provided by a conventional three-phase sinusoidal power supply be generated. However, others, e.g. rectangular or synthesized waveforms conceivable. Systems with more can also do this can be used as three phases or phase controls based on brushed commutators based. Furthermore, control is possible, for example is used in stepper motors.

Umfaßt der Rotor eine entsprechende Spulenanordung statt eines Permanentmagneten, um eine magnetische Erregung zu erzeugen, so muß dies nicht notwendigerweise eine Gleichstromerregung sein. Eine solche Spulenanordnung kann auch mit Wechselstrom angeregt werden.The rotor includes a corresponding one Coil arrangement instead of a permanent magnet to a magnetic To generate excitement, it must not necessarily be DC excitation. Such Coil arrangement can also be excited with alternating current.

Vorzugsweise sind die Statorjochabschnitte eines oder aller Statorjoche gleich. Es sind jedoch auch andere Ausführungen oder unsymmetrische Ausführungen des Statorjochs denkbar. Die Statorjochabschnitte in den beigefügten Zeichnungen tragen alle genau eine Phasenwicklung und zwischen jeder Phasenwicklung ist genau ein Statorpol angeordnet. Jedoch können die Phasenwicklungen auch in anderer Weise auf dem Statorjoch verteilt sein, beispielsweise kann nur jeder zweite Statorjochabschnitte eine Phasenwicklung tragen. Es ist zudem denkbar, daß nur jeder zweite Winkel eines polygonalen Statorjochs einen Pol aufweist. Ein Beispiel hierfür wäre der Stator nach 2, wobei nur die Pole 112A,C,E, nicht aber die Pole 112B, D, F auf dem Statorjoch ausgebildet sind.The stator yoke sections of one or all of the stator yokes are preferably the same. However, other designs or asymmetrical designs of the stator yoke are also conceivable. The stator yoke sections in the accompanying drawings all carry exactly one phase winding and exactly one stator pole is arranged between each phase winding. However, the phase windings can also be distributed in a different way on the stator yoke, for example only every second stator yoke section can carry a phase winding. It is also conceivable that only every second angle of a polygonal stator yoke has a pole. An example of this would be the stator after 2 , with only the poles 112A . C . e , but not the poles 112B . D . F are formed on the stator yoke.

Claims

Motor with axial magnetic flux, which has at least one stator ( 110 ) and has at least one rotor, which is concentric about an axis of rotation ( 124 ) are arranged, the stator ( 110 ) an essentially ring-shaped stator yoke ( 120 ) and from the stator yoke ( 120 ) a variety of stator poles ( 112A - F ) extend in the axial direction, characterized in that the stator yoke ( 120 ) in stator yoke sections ( 120A - D ) is divided, the stator yoke ( 120 ) Has connection points at which two adjacent stator yoke sections ( 120A - F ) are interconnected, and between the stator poles ( 112A - F ) Phase windings ( 114A - F ) are applied.

Motor with axial magnetic flux according to claim 1, characterized in that the stator poles ( 112A - F ) are arranged at the connection points.

Motor with axial magnetic flux according to claim 1 or 2, characterized in that each connection point has a stator pole ( 112 ) having.

Motor with axial magnetic flux according to one of the preceding claims, characterized in that the stator yoke sections ( 120A - F ) each have an essentially straight shape.

Axial magnetic flux motor according to claim 1, characterized in that the stator poles ( 112A - F ) are arranged between the connection points.

Motor with an axial magnetic flux according to claim 5, characterized in that a stator pole ( 112 ) is arranged.

Motor with axial magnetic flux according to one of claims 1, 5 or 6, characterized in that the stator yoke sections ( 120A - F ) are bent at an angle.

Motor with axial magnetic flux according to one of the preceding claims, characterized in that the stator yoke ( 120 ) is polygonal.

Motor with axial magnetic flux according to one of claims 1 - 3 or 5 - 6, characterized in that the stator yoke sections ( 120A - F ) have the shape of a circular arc.

Motor with axial magnetic flux according to one of the preceding claims, characterized in that at the ends of the stator yoke sections ( 120A - F ) Connection means ( 230 . 330 ) are arranged, which the stator yoke sections ( 120A - F ) connect magnetically.

Motor with axial magnetic flux according to claim 10, characterized in that the connecting means ( 230 . 330 ) Include screw, bolt, rivet, weld and / or adhesive connections.

Motor with axial magnetic flux according to one of the preceding claims, characterized in that the stator yoke ( 120 ) layered, punched, pressed and / or cast magnetic material.

Motor with axial magnetic flux according to one of the preceding claims, characterized in that the stator yoke sections ( 120A - F ) have a substantially constant cross section.

Motor with axial magnetic flux according to one of the preceding claims, characterized in that the stator poles ( 112A - F ) at regular intervals on the Statorjoch ( 120 ) are arranged.

Motor with axial magnetic flux according to one of the preceding claims, characterized in that the rotor is a rotor yoke ( 118 ) and at least one permanent magnet ( 116 ) which are arranged concentrically to each other.